KR101024640B1 - 액정표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비표시영역에 스페이서를 형성할 수 있는 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 액정표시장치는 기판 상의 화소영역 사이의 경계부에 형성되어 화소영역을 분리하는 블랙매트릭스와, 블랙매트릭스 사이의 화소영역에 형성되는 컬러필터와, 블랙매트릭스가 노출되도록 상기 화소영역 사이의 경계부의 컬러필터를 관통하는 홀과, 홀에 잉크젯 디스펜싱 방식으로 분사되어 형성되는 스페이서를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치 및 그 제조방법{Liquid Crystal Display and Method of Fabricating the same}
도 1은 종래의 액정표시장치를 나타내는 단면도.
도 2a 내지 도 2c는 종래의 패턴 스페이서의 제조방법을 나타내는 도면.
도 3은 도 2에 도시된 스페이서의 제조방법을 나타내는 순서도.
도4a 내지 도 4c는 종래의 잉크젯 방식을 이용한 스페이서의 제조방법을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타내는 평면도.
도 6은 도 5에 도시된 액정표시장치를 선 "A-A'"를 따라 절취하여 나타낸 단면도.
도 7a 내지 도 7d는 도 6에 도시된 액정표시장치의 제조방법을 단계적으로 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타내는 단면도.
도 9a 내지 도 9d는 도 8에 도시된 액정표시장치의 제조방법을 단계적으로 나타낸 도면.
도 10은 도 5에 도시된 스페이서의 다른 위치를 나타내는 평면도.
도 11은 도 10에 도시된 스페이서의 또다른 위치를 나타내는 평면도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1 : 하부기판 6 : 게이트절연막
8 : 보호막 10,12 : 배향막
11, 76 : 상부기판 14, 78 : 공통전극
16, 72 : 컬러필터 20, 74 : 블랙매트릭스
22 : 화소전극 23 : 접촉홀
24, 42, 70 : 스페이서 25 : 게이트전극
26,27 : 반도체층 28 : 소스전극
30 : 드레인전극 50, 80 : 잉크젯
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 비표시영역에 스페이서를 형성할 수 있는 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
통상적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 비디오신호에 따라 액정셀들의 광투과율을 조절함으로써 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열되어진 액정패널에 비디오신호에 해당하는 화상을 표시하게 된다. 이를 위하여, 액정표시 장치는 액정셀들이 액티브 매트릭스(Active Matrix) 형태로 배열된 액티브 영역과 액티브 영역의 액정셀들을 구동하기 위한 구동회로들을 포함하게 된다.
도 1을 참조하면, 통상적인 액정표시장치는 상부기판(11) 상에 순차적으로 형성된 블랙매트릭스(20), 컬러필터(16), 공통전극(14) 및 배향막(12)으로 구성되는 상판과, 하부기판(1) 상에 순차적으로 형성된 TFT와, 화소전극(22) 및 배향막(10)으로 구성되는 하판과, 상판과 하판 사이에 형성된 스페이서(24)와, 상판 및 하판(24) 사이의 내부공간에 주입되는 액정(도시되지 않음)을 구비한다.
하판에서 TFT는 도시하지 않은 게이트라인에 접속된 게이트전극(25), 도시하지 않은 데이터라인에 접속된 소스전극(28) 및 접촉홀(23)을 통해 화소전극(22)에 접속된 드레인전극(30)을 구비한다. 또한, TFT는 게이트전극(25)과 소스전극(28) 및 드레인 전극(30)의 절연을 위한 게이트절연막(6)과, 게이트전극(25)에 공급되는 게이트전압에 의해 소스전극(28)과 드레인전극(30)간에 도통채널을 형성하기 위한 반도체층(26, 27)을 더 구비한다. 여기서, 반도체층(26, 27)은 게이트절연막(6) 상에 형성되는 활성층(26)과, 활성층(26)과 소스/드레인전극(28, 30) 사이에 형성되며 불순물이 도핑된 오믹접촉층(27)을 포함한다. 이러한 TFT는 게이트라인으로부터의 게이트신호에 응답하여 데이터라인으로부터의 데이터신호를 선택적으로 화소전극(22)에 공급한다. TFT를 통해 공급되는 데이터신호와 공통전극(14)에 공급되는 공통전압(Vcom)의 전압차에 의해 액정이 회전하게 되며 액정의 회전 정도에 따라서 광투과량이 결정된다. 화소전극(22)은 데이터라인과 게이트라인에 의해 분할된 셀영역에 위치하며 광투과율이 높은 전도성을 가지는 투명전도성물질로 이루 어진다. 화소전극(22)은 하부기판(1) 전면에 도포되는 보호막(8) 위에 형성되며, 보호막(8)에 형성된 접촉홀(23)을 통해 드레인전극(30)과 전기적으로 접속된다. 화소전극(22)이 형성된 하부기판(1) 상부에 배향막(10)을 도포한 후 러빙공정을 수행하여 하판을 완성한다.
상판의 블랙매트릭스(20)는 하판의 TFT 영역과 게이트라인들 및 데이터라인들 영역에 대응되어 상부기판(11) 상에 형성되며, 컬러필터(16)가 형성될 셀영역을 구획한다. 블랙매트릭스(20)는 빛샘을 방지함과 아울러 외부광을 흡수하여 콘트라스트를 높이는 역할을 한다. 컬러필터(16)는 상기 블랙매트릭스(20)에 의해 분리된 영역에 형성된다. 이 컬러필터(16)는 특정파장의 광을 선택적으로 투과시킴으로써 R, G, B 색상을 구현한다. 공통전극(14)에는 액정의 움직임을 제어하기 위한 공통전압(Vcom)이 공급된다. 배향막(12)은 공통전극(14) 상에 폴리이미드 등과 같은 배향물질을 도포한 후 러빙공정을 수행함으로써 형성된다.
이와 같이, 별도로 만들어진 상판과 하판 사이의 갭을 유지하는 볼스페이서(24)는 상판과 하판 중 적어도 어느 하나의 기판 상에 분사된다.
볼스페이서(24)는 액정셀의 셀갭(Cell Gap)을 균일하게 유지하기 위하여 고르게 분사되어야 한다. 그러나, 볼스페이서(24)는 산포방식의 균일도 한계에 의해 고르게 산포되기가 어렵다. 볼스페이서(24)가 불균일하게 산포되어 셀갭이 불균일하게 되면 화면에 얼룩이 발생하는 현상이 나타난다. 또한, 볼스페이서(24) 사용시 액정표시장치의 외부에서 사용자가 화면에 압력을 가하게 되면 화면의 화질이 물결모양으로 어두워지는 리플현상이 발생한다. 이는 볼스페이서(24)가 상판과 하 판 사이에서 움직이기 때문이다.
최근에는 볼스페이서(24)와 그 산포방식의 단점을 해결할 수 있는 한 방법으로서 특정 위치에 고정되고 패턴화되는 스페이서와 이를 패터닝하는 방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
이제, 패턴 스페이서의 제조방법을 단면도인 도 2a 내지 도 2c와 순서도인 도 3을 결부하여 설명하기로 하자.
도 2a를 참조하면, 기판(40) 상에 스페이서 물질(42a)을 코팅한다.(S31) 여기서, 기판(40)은 공통전극(14)이 형성된 상판과 TFT가 형성된 하판 중 어느 하나이다.
스페이서 물질(42a)은 용매, 바인더, 모노머(monomer), 광개시제(photoinitiator)로 혼합된 물질로서, 스페이서 물질(42a)을 프리 베이킹(Pre-baking)하여 스페이서 물질(42a) 내의 용매를 제거하면 스페이서 물질(42a)은 페이스트 상태가 된다.(S32)
이어서, 도 2b에 도시된 바와 같이 스페이서 물질(42a) 상에 투과부(44a)와 차단부(44b)를 가지는 포토마스크(44)가 정렬된다. 이 포토마스크(44)를 통하여 자외선(UV)이 스페이서 물질(42a) 쪽으로 조사되면 투과부(44a)에 대응되는 스페이서 물질(42a)이 자외선에 노출된다.(S33)
도 2c에 도시된 바와 같이 스페이서 물질(42a)이 패터닝된다.(S34) 이는 스페이서 물질(42a)을 현상액으로 현상함으로써 가능하다. 이때, 자외선에 노광되지 않은 스페이서 물질(42a)은 제거되고, 자외선에 노광된 스페이서 물질(42a)은 남아 있게 된다.
이와 같이 패터닝된 스페이서 물질(42a)을 소성하면 소정 높이를 가지는 스페이서(42)가 형성된다.(S35)
액정표시장치에서 셀갭을 유지시키기 위한 스페이서(42)는 전체 면적의 2% 정도를 차지하고 있다. 앞에 서술된 포토리쏘그래피(photolithography) 방법으로 스페이서(42)를 형성하는 경우에는 코팅된 스페이서 물질(42a)의 약 95% 이상이 제거된다. 이에 따라, 종래의 포토리쏘그래피 방법은 스페이서(42)를 형성하기에는 재료 활용율이 좋지 않으며 복잡한 5단계의 공정을 거치게 되는 번거로움이 따른다.
이러한 재료의 낭비를 줄이고 공정수를 줄이기 위하여 도 4a 내지 4c에 도시된 바와 같은 잉크젯(Ink-Jet) 분사장치를 이용한 스페이서 형성방법이 개발되었다.
먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이 기판(40)에서 스페이서(58)의 형성 위치에 대응하도록 잉크젯 분사장치(50)가 정렬된다. 정렬 상태에서 잉크젯 분사장치(50)로부터 잉크가 기판(40) 상으로 분사된다. 여기서, 기판(40)은 액정패널의 상판 또는 하판 중 적어도 어느 하나의 기판에 해당한다.
잉크젯 분사장치(50)는 서멀(Thermal) 방식과 피에조(Piezoelectric) 방식을 이용하여 잉크를 분사하며, 주로 피에조 방식이 이용된다. 피에조 방식의 잉크젯 분사장치(50)는 분사시키고자 하는 물질이 담긴 용기(52)와, 이 용기(52)로부터 물질을 외부로 분사시키기 위한 잉크젯 헤드(54)로 구성된다.
용기(52)에는 스페이서물질이 채워지며, 잉크젯 헤드(54)에는 압전소자와 용기(52) 내에 포함된 스페이서물질을 분사하는 노즐(nozzle ; 56)이 형성된다. 압전소자에 전압이 인가되면 물리적인 압력이 발생되어 용기(52)와 노즐(56) 사이의 유로가 수축, 이완을 반복하는 현상이 나타난다. 이 현상에 의해 스페이서물질은 노즐(56)을 통해 분사된다.
스페이서물질은 도 4b에 도시된 바와 같이 노즐(56)을 통해 분사된 후, 스페이서물질은 도 4c와 같이 광원(60)에 의해 자외선에 노출되거나 열에 의한 소성과정을 거치치면서 일정한 폭(W)과 높이(H)를 갖는 스페이서로 형성된다.
이와 같은 방법으로 스페이서(58)를 형성할 때 사용되는 잉크젯(50)의 노즐(56) 직경은 적정 높이의 스페이서(58)를 형성시키기에 적당하지 않다. 다시 말하면, 노즐(56)의 직경이 큼에 따라 노즐(56)에서 스페이서물질을 분사하는 경우 상판과 하판 사이의 갭을 유지시키기 위한 스페이서(58)의 적정 높이보다 높게 형성됨과 아울러 넓게 퍼져 스페이서(58)가 표시영역까지 형성되는 문제점이 발생한다. 이를 방지하기 위하여 노즐(56)의 직경을 작게 하면 공정 진행 중에 노즐(56)이 막히는 클러깅(clogging) 현상이 나타나게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 비표시영역에 스페이서를 형성할 수 있는 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시장치는 기판 상의 화소영역 사이의 경계부에 형성되어 화소영역을 분리하는 블랙매트릭스와, 블랙매트릭스 사이의 화소영역에 형성되는 컬러필터와, 블랙매트릭스가 노출되도록 상기 화소영역 사이의 경계부의 컬러필터를 관통하는 홀과, 홀에 잉크젯 디스펜싱 방식으로 분사되어 형성되는 스페이서를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 홀은 상기 화소영역 경계부의 중앙에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 컬러필터는 적색, 녹색, 청색의 삼색의 컬러필터인 것을 특징으로 한다.
상기 홀은 동일한 색상의 컬러필터 사이의 블랙매트릭스와 중첩되게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 홀은 서로 다른 색상의 컬러필터 사이의 블랙매트릭스와 중첩되게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 홀은 상기 블랙매트릭스의 교차부에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 액정표시장치는 컬러필터 및 스페이서 상에 형성되는 공통전극을 구비하며, 공통전극은 스페이서를 덮도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 액정표시장치는 컬러필터 및 블랙매트릭스 상에 형성되는 공통전극을 구비하며, 스페이서는 공통전극 상에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법은 기판 상의 화소영역사이의 경계부에 형성되어 화소영역을 분리하도록 블랙매트릭스 를 형성하는 단계와, 블랙매트릭스 사이의 화소영역에 컬러필터를 형성하는 단계와, 블랙매트릭스가 노출되도록 상기 화소영역 사이의 경계부의 컬러필터를 관통하는 홀을 형성하는 단계와, 홀에 대응되게끔 잉크젯을 정렬하는 단계와, 잉크젯의 노즐을 통해 분사되어 상기 홀 상에 스페이서를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 홀은 상기 화소영역 사이의 경계부의 중앙에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 홀은 동일한 색상의 컬러필터 사이의 블랙매트릭스와 중첩되게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 홀은 서로 다른 색상의 컬러필터 사이의 블랙매트릭스와 중첩되게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 홀은 상기 블랙매트릭스의 교차부에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 액정표시장치의 제조방법은 컬러필터 및 스페이서 상에 공통전극을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 액정표시장치의 제조방법은 컬러필터 및 블랙매트릭스 상에 공통전극을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 5 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타내는 평면도이며, 도 6은 도 5에 도시된 액정표시장치를 선 "A-A'"를 따라 절취하여 나타내는 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 액정표시장치는 상부기판(76) 상의 영역을 구분하게끔 형성된 블랙매트릭스(74)와, 블랙매트릭스(74)를 포함한 기판(76) 상에 형성된 삼색의 컬러필터(72)와, 상기 삼색의 컬러필터(72) 중앙 경계부에 홀을 뚫어 상기 블랙매트릭스(74) 상에 형성된 스페이서(70)와, 컬러필터(72) 및 스페이서(70) 상에 형성된 공통전극(78)을 구비한다.
블랙매트릭스(74)는 크롬(Cr) 또는 크롬합금과 같은 불투명 금속 또는 흑색수지를 재료로 하여 비표시영역에 형성되며 도시되지 않은 하판의 게이트라인 및 데이터라인 영역에 대향하여 형성된다. 블랙매트릭스(74)는 빛샘을 방지함과 아울러 외부광을 흡수하여 콘트라스트를 높이는 역할을 한다.
컬러필터(72)는 도시되지 않은 광원으로부터의 광을 특정파장에 해당하는 광만을 투과시킴으로써 R, G, B 색상을 구현한다.
스페이서(70)는 액정표시장치의 상판과 하판 사이의 갭을 유지시키는 역할을 하며, 상기 스페이서(70)에 의해 유지되는 갭 사이에 액정이 주입된다. 또한, 스페이서(70)는 잉크젯의 노즐에서 분사되어 상기 컬러필터(72)의 홀에 형성된다.
공통전극(78)에는 공통전압(Vcom)이 공급되며, 공통전극(78)은 하판의 화소전극에 공급되는 화소전압과 전압차를 발생시켜 액정을 구동시킨다.
도 7a 내지 도 7d는 도 6에 도시된 상판의 제조방법을 단계적으로 도시한 도 면이다.
우선 도 7a를 참조하면, 상부기판(76) 상에 블랙매트릭스(74)를 형성한다. 블랙매트릭스(74)는 크롬(Cr) 또는 크롬합금과 같은 불투명 금속 또는 흑색수지를 상부기판(76) 상에 전면 코팅한 후, 포토리쏘그래피(photolithography) 방법으로 패터닝함으로써 형성된다. 이때, 블랙매트릭스(74)는 셀영역의 경계부에 형성된다.
이후, 도 7b에 도시된 바와 같이 블랙매트릭스(74)에 의해 분리된 셀영역에 컬러필터(72)가 형성됨과 아울러 컬러필터(72)의 경계부에 홀(75)이 형성된다.
컬러필터(72)는 블랙매트릭스(74)에 의해 구분된 셀영역에 형성되며 각 셀영역에 R 컬러필터 레진(resin), G 컬러필터 레진, B 컬러필터 레진을 소성하여 경화시킴으로써 형성된다. 여기서, 소성공정은 온도를 가하여 컬러필터 레진 내에 남아있는 용매(Solvent)를 제거하는 공정이다. 이 소성공정에 의해 컬러필터 레진 내의 용매가 제거됨에 따라 컬러필터(72)가 된다.
또한, 블랙매트릭스(74)와 대응되는 컬러필터(72)를 포토리쏘그래피 방법으로 패터닝하여 홀(75)을 형성한다. 여기서, 홀(75)은 삼색의 컬러필터(72) 경계부에 형성되며 화소셀의 중앙에 일정간격으로 형성된다.
이어서, 도 7c에 도시된 바와 같이 홀(75)에 스페이서(70)를 형성시킨다. 이를 위해, 홀(75) 상에 잉크젯(80)을 정렬한 후, 잉크젯(80)에 담겨있는 스페이서 물질을 노즐(82)을 통해 분사시킨다. 홀(75) 상에 스페이서(70)가 형성됨에 따라 잉크젯(80)의 노즐(82) 직경이 커서 적정한 양의 스페이서(70) 양보다 많은 양의 스페이서(70)를 분사하더라도 홀(75) 내에 스페이서(70)가 채워지므로 적정셀갭 높이와 직경의 스페이서(70)를 얻을 수 있다.
도 7d를 참조하면, 컬러필터(72) 및 스페이서(70) 상에 공통전극(78)을 형성한다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정표시장치는 상부기판(76) 상의 영역을 구분하게끔 형성된 블랙매트릭스(74)와, 블랙매트릭스(74)를 포함한 기판(76) 상에 형성되며 셀영역의 경계부에 홀이 형성된 컬러필터(72)와, 홀을 포함한 컬러필터(72) 상에 형성된 공통전극(78)과, 공통전극(78)이 형성된 홀 대응영역에 형성된 스페이서(70)를 구비한다.
블랙매트릭스(74)는 크롬(Cr) 또는 크롬합금과 같은 불투명 금속 또는 흑색수지를 재료로 하여 비표시영역에 형성되며 도시되지 않은 하판의 게이트라인 및 데이터라인 영역에 대향하여 형성된다. 블랙매트릭스(74)는 빛샘을 방지함과 아울러 외부광을 흡수하여 콘트라스트를 높이는 역할을 한다.
컬러필터(72)는 도시되지 않은 광원으로부터의 광을 특정파장에 해당하는 광만을 투과시킴으로써 R, G, B 색상을 구현한다.
공통전극(78)에는 공통전압(Vcom)이 공급되며, 공통전극(78)은 하판의 화소전극에 공급되는 화소전압과 전압차를 발생시켜 액정을 구동시킨다.
스페이서(70)는 액정표시장치의 상판과 하판 사이의 갭을 유지시키는 역할을 하며, 상기 스페이서(70)에 의해 유지되는 갭 사이에 액정이 주입된다. 또한, 스페이서(70)는 잉크젯의 노즐에서 분사되어 상기 컬러필터(72)의 홀에 형성된다.
도 9a 내지 도 9d는 도 8에 도시된 상판의 제조방법을 단계적으로 도시한 도면이다.
우선 도 9a를 참조하면, 상부기판(76) 상에 블랙매트릭스(74)를 형성한다. 블랙매트릭스(74)는 크롬(Cr) 또는 크롬합금과 같은 불투명 금속 또는 흑색수지를 상부기판(76) 상에 전면 코팅한 후, 포토리쏘그래피(photolithography) 방법으로 패터닝함으로써 형성된다. 이때, 블랙매트릭스(74)는 셀영역의 경계부에 형성된다.
이후, 도 9b에 도시된 바와 같이 블랙매트릭스(74)에 의해 분리된 셀영역에 컬러필터(72)가 형성됨과 아울러 컬러필터(72)의 경계부에 홀(75)이 형성된다.
컬러필터(72)는 블랙매트릭스(74)에 의해 구분된 셀영역에 형성되며 각 셀영역에 R 컬러필터 레진(resin), G 컬러필터 레진, B 컬러필터 레진을 소성하여 경화시킴으로써 형성된다. 여기서, 소성공정은 온도를 가하여 컬러필터 레진 내에 남아있는 용매(Solvent)를 제거하는 공정이다. 이 소성공정에 의해 컬러필터 레진 내의 용매가 제거됨에 따라 컬러필터(72)가 된다.
또한, 블랙매트릭스(74)와 대응되는 컬러필터(72)를 포토리쏘그래피 방법으로 패터닝하여 홀(75)을 형성한다. 여기서, 홀(75)은 삼색의 컬러필터(72) 경계부에 형성되며 화소셀의 중앙에 일정간격으로 형성된다.
이어서, 도 9c에 도시된 바와 같이 홀(75)을 포함한 컬러필터(72) 상에 공통전극(78)을 형성한다. 이때, 공통전극(78)은 홀(75)을 통해 블랙매트릭스(74) 상에 형성된다.
도 9d에 도시된 바와 같이 잉크젯 분사장치(80)를 정렬한 후, 블랙매트릭스(74)와 대응되는 영역 상에 스페이서(70)를 분사하여 스페이서(70)를 형성한다. 이때, 스페이서(70)는 잉크젯 분사장치(80)의 노즐(82)을 통해 기판 상으로 분사된다. 홀(75) 상에 스페이서(70)가 형성됨에 따라 잉크젯 분사장치(80)의 노즐(82) 직경이 커서 적정한 양의 스페이서(70) 양보다 많은 양의 스페이서(70)를 분사하더라도 홀(75)을 채우는 스페이서(70)가 발생하므로 적정셀갭 높이와 직경의 스페이서(70)를 얻을 수 있다.
본 발명의 제1 및 제2 실시 예에서 스페이서(70)가 형성위치는 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 상/하로 인접한 셀의 중앙 경계부에 형성되거나 블랙매트릭스(74)의 교차부에 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치 및 그 제조방법은 셀 경계부의 컬러필터를 패터닝하여 홀을 형성한 후 그 홀에 스페이서를 형성한다. 이에 따라, 스페이서는 블랙매트릭스와 중첩되어 형성되며 홀 안에 채워지므로 분사 노즐의 직경이 커서 기판 상으로 적정 스페이서양보다 많은 양이 분사되더라도 적정 높이와 직경을 가지는 스페이서를 형성시킬 수 있다. 또한, 스페이서를 블랙매트릭스와 중첩되게 비표시영역에 형성할 수 있어 화질저하를 방지할 수 있다. 나아가, 본 발명에 따른 액정표시장치 및 그 제조방법은 종래와 대비하여 간단한 분사방법으로 스페이서를 형성할 수 있으므로 스페이서 형성공정이 용이해짐과 아울러 스페이서 재료의 낭비를 막을 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (15)

  1. 기판 상의 화소영역 사이의 경계부에 형성되어 상기 화소영역을 분리하는 블랙매트릭스와,
    상기 블랙매트릭스에 의해 분리되는 상기 화소영역과 상기 블랙매트릭스 상에 형성되는 컬러필터와,
    상기 블랙매트릭스가 노출되도록 상기 화소영역 사이의 경계부에 위치하는 컬러필터를 관통하는 홀과,
    상기 홀에 잉크젯 디스펜싱 방식으로 분사되어 형성되는 스페이서를 구비하며,
    상기 홀은 상기 화소영역 경계부의 중앙에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 컬러필터는 적색, 녹색, 청색의 삼색의 컬러필터인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀은 동일한 색상의 컬러필터 사이의 블랙매트릭스와 중첩되게 형성되 는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀은 서로 다른 색상의 컬러필터 사이의 블랙매트릭스와 중첩되게 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀은 상기 블랙매트릭스의 교차부에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 컬러필터 및 스페이서 상에 형성되는 공통전극을 구비하며,
    상기 공통전극은 상기 스페이서를 덮도록 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 컬러필터 및 블랙매트릭스 상에 형성되는 공통전극을 구비하며,
    상기 스페이서는 상기 공통전극 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 기판 상의 화소영역사이의 경계부에 형성되어 상기 화소영역을 분리하도록 블랙매트릭스를 형성하는 단계와,
    상기 블랙매트릭스에 의해 분리되는 상기 화소영역과 상기 블랙매트릭스 상에 컬러필터를 형성하는 단계와,
    상기 블랙매트릭스가 노출되도록 상기 화소영역 사이의 경계부에 위치하는 컬러필터를 관통하는 홀을 형성하는 단계와,
    상기 홀에 대응하도록 잉크젯을 정렬하는 단계와,
    상기 잉크젯의 노즐을 통해 스페이서 물질을 분사하여 상기 홀 상에 스페이서를 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 홀은 상기 화소영역 사이의 경계부의 중앙에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  10. 삭제
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 홀은 동일한 색상의 컬러필터 사이의 블랙매트릭스와 중첩되게 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 홀은 서로 다른 색상의 컬러필터 사이의 블랙매트릭스와 중첩되게 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 홀은 상기 블랙매트릭스의 교차부에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 컬러필터 및 스페이서 상에 공통전극을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 컬러필터 및 블랙매트릭스 상에 공통전극을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02298916A (ja) * 1989-05-12 1990-12-11 Seiko Epson Corp 液晶表示装置
JP2000122072A (ja) * 1998-10-13 2000-04-28 Toshiba Corp 液晶表示素子およびその製造方法
JP2001166316A (ja) * 1999-12-06 2001-06-22 Canon Inc カラーフィルタとその製造方法、該カラーフィルタを用いた液晶素子
JP2001249211A (ja) * 2000-03-02 2001-09-14 Dainippon Printing Co Ltd カラーフィルタおよびその製造方法
JP2002131524A (ja) * 2000-10-20 2002-05-09 Canon Inc カラーフィルタとその製造方法、液晶素子

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02298916A (ja) * 1989-05-12 1990-12-11 Seiko Epson Corp 液晶表示装置
JP2000122072A (ja) * 1998-10-13 2000-04-28 Toshiba Corp 液晶表示素子およびその製造方法
JP2001166316A (ja) * 1999-12-06 2001-06-22 Canon Inc カラーフィルタとその製造方法、該カラーフィルタを用いた液晶素子
JP2001249211A (ja) * 2000-03-02 2001-09-14 Dainippon Printing Co Ltd カラーフィルタおよびその製造方法
JP2002131524A (ja) * 2000-10-20 2002-05-09 Canon Inc カラーフィルタとその製造方法、液晶素子

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